Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Quá trình tương tác chất lỏng - đá ở nhiệt độ cao trong quá trình hình thành khoáng sản vàng trong các đá trầm tích có chứa cacbonat: mỏ vàng Navachab, Namibia
Tóm tắt
Mỏ vàng Navachab nằm trong dải Damara ở trung tâm Namibia được hình thành bởi một chuỗi trầm tích metamorphic kiểu bán đá vôi facies amphibolite gần thẳng đứng, bao gồm đá cẩm thạch, đá cac-silicat và schist biotit. Dữ liệu địa chất và hóa học được thu thập từ quặng, các vòng vây biến đổi, và đá vách để đánh giá sự vận chuyển của các nguyên tố và tương tác giữa đá vách và chất lỏng hình thành khoáng sản. Các lens sulfide bán rắn và các mạch quartz-sulfide có đặc điểm là một tập hợp quặng đa kim phức tạp, bao gồm pyrrhotit, chalcopyrit, sphalerit, và arsenopyrit, bismut nguyên chất, vàng, bismuthinite, và bismuth tellurides. Tính toán cân bằng khối lượng cho thấy sự bổ sung tới vài bậc độ lớn của Au, Bi, As, Ag, và Cu. Các vùng mineralized cũng ghi nhận tới tám lần nồng độ Mn và Fe cao hơn. Các lens sulfide bán rắn nằm trong đá cac-silicat có vân. Dữ liệu địa chất và cấu trúc chỉ ra rằng chúng đại diện cho các breccia thủy lực chứa tới 50% thể tích khoáng sản quặng và được chi phối bởi một tập hợp biến đổi nhiệt độ cao (T) của garnet–clinopyroxene–K-feldspar–quartz. Các mạch quartz-sulfide cắt ngang tất cả các đơn vị địa chất. Độ dày và khoáng vật của chúng bị kiểm soát mạnh bởi thành phần và hành vi lưu biến của đá vách. Trong schist biotit và đá cac-silicat, chúng dày tới vài decimet và giàu quartz, trong khi trong đá cẩm thạch, các mạch này chỉ dày vài milimét và chiếm ưu thế bởi sulfide. Các halo biến đổi đi kèm bao gồm (1) một biến đổi actinolite-quartz trong schist biotit, (2) một biến đổi garnet–clinopyroxene–K-feldspar–quartz trong đá cẩm thạch và đá cac-silicat, và (3) một biến đổi garnet–biotite được ghi nhận trong tất cả các loại đá ngoại trừ đá cẩm thạch. Sự tác động thủy nhiệt liên quan đến sự hòa tan cacbonat quy mô lớn và sự gia tăng đột ngột CO2 trong chất lỏng quặng. Sự khử cacbon của đá vách, cũng như hàm lượng REE thấp của chất lỏng quặng dẫn đến sự di động của REE, và sự tách rời của LREE khỏi HREE. Các halo biến đổi không chỉ song song với các vùng mineralized, mà còn có thể theo các lớp đơn lẻ ra xa khỏi khu vực khoáng hóa. Sự biến đổi rõ ràng hơn khi hướng lên trên, cho thấy rằng các đá đã đứng thẳng khi xảy ra việc hình thành mạch. Dữ liệu địa chất và hóa học chỉ ra rằng các biến đổi actinolite-quartz và garnet–clinopyroxene–K-feldspar–quartz hình thành trong trạng thái cân bằng với một chất lỏng bão hòa (siêu) với Si, và chủ yếu bị điều khiển bởi thành phần của đá vách. Ngược lại, biến đổi garnet–biotite hình thành bằng sự tương tác với một chất lỏng không bão hòa Si, và chủ yếu bị điều khiển bởi thành phần của chất lỏng. Điều này chỉ ra sự khác biệt lớn trong tỷ lệ chất lỏng - đá và sự thay đổi trong thành phần chất lỏng trong quá trình biến đổi. Hệ thống biến đổi và hình dạng của hệ thống mạch thủy nhiệt nhất quán với các dao động chu kỳ trong áp suất chất lỏng trong quá trình hoạt động van đứt gãy.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bau M (1991) Rare-earth element mobility during hydrothermal and metamorphic fluid-rock interaction and the significance of the oxidation state of europium. Chem Geol 93:219–230
Bierlein FP, McKnight S (2005) Possible intrusion-related gold systems in the Western Lachlan Orogen, Southeast Australia. Econ Geol 100:385–398
Brodie KH, Rutter EH (2000) Deformation mechanisms and rheology: why marble is weaker than quartzite. Journal of the Geological Society of London 157:1093–1096
Connolly JAD (1990) An algorithm and computer program based on generalized thermodynamics. Am J Sci 290:666–718
Connolly JAD, Petrini K (2002) Metamorphic controls on seismic velocity of subducted oceanic crust at 100–250 km depth. Earth Planet Sci Lett 204:61–74
Deer WA, Howie RA, Zussman J (1992) An introduction to the rock-forming minerals. Longman, 696 pp
Dziggel A, Wulff K, Kolb J, Meyer FM, Lahaye Y (2009) Significance of oscillatory and bell-shaped growth-zoning in hydrothermal garnet: evidence from the Navachab gold deposit, Namibia. Chemical Geology. doi:10.1016/j.chemgeo.2009.01.027
Einaudi MT, Meinert LD, Newberry RJ (1981) Skarn deposits. Economic Geology 75th Anniversary Volume 317–391
Fisher DM, Brantley SL (1992) Models of quartz-overgrowth and vein formation: deformation and episodic fluid flow in an ancient subduction zone. Journal of Geophysical Research 97:20,043–20,061
Gieré R (1993) Transport and deposition of REE in H2S-rich fluids: evidence from accessory mineral assemblages. Chem Geol 110:251–268
Gresens RL (1967) Composition-volume relationships of metasomatism. Chem Geol 2:47–55
Gromet LP, Dymek RF, Haskin LA, Korotev RL (1984) The “North American Shale Composite”: its compilation, major and trace element characteristics. Geochim Cosmochim Acta 48:2469–2482
Groves DI, Goldfarb RJ, Gebre-Mariam M, Hagemann S, Robert F (1998) Orogenic gold deposits: a proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types. Ore Geol Rev 13:7–28
Groves DI, Condie KC, Goldfarb RJ, Hronsky JMA, Vielreicher RM (2005) 100th Anniversary Special Paper: secular changes in global tectonic processes and their influence on the temporal distribution of gold-bearing mineral deposits. Econ Geol 100:203–224
Haack U, Heinrichs H, Bohneß M, Schneider A (1984) Loss of metals from pelites during regional metamorphism. Contrib Mineral Petrol 85:116–132
Haas JR, Shock EL, Sassani DC (1995) Rare earth elements in hydrothermal system: estimates of standard partial molal thermodynamic properties of aqueous complexes of the rare earth elements at high pressures and temperatures. Geochim Cosmochim Acta 59:4329–4350
Hanson RE (2003) Proterozoic geochronology and tectonic evolution of southern Africa. In: Yoshida M, Windley B, Dasgupta S (eds.) Proterozoic East Gondwana: Supercontinent Assembly and Break-up. Geological Society of London Special Publications 206:428–463
Heinrich W, Churakov SS, Gottschalk M (2004) Mineral–fluid equilibria in the system CaO–MgO–SiO2–H2O–CO2–NaCl and the record of reactive fluid flow in contact metamorphic aureoles. Contrib Mineral Petrol 148:131–149
Jacob RE, Moore JM, Armstrong RA (2000) Zircon and titanite age determinations from igneous rocks in the Karibib District, Namibia: implications for Navachab vein-style gold mineralization. Commun Geol Surv Namib 12:157–166
Jung S, Mezger K (2003) Petrology of basement-dominated terranes: I. Regional metamorphic T-t path from U–Pb monazite and Sm–Nd garnet geochronology (Central Damara Orogen, Namibia). Chem Geol 198:223–247
Jung S, Mezger K, Hoernes S (2003) Petrology of basement-dominated terranes: II. Contrasting isotopic (Sr, Nd, Pb and O) signatures of basement-derived granites and constraints on the source region of granite (Damara Orogen, Namibia). Chem Geol 199:1–28
Kerrich R, Fryer BJ (1979) Archaean precious metal hydrothermal systems. Dome Mine, Abitibi greenstone belt: II REE and oxygen isotope relations. Can J Earth Sci 16:440–458
Kisters AFM (2005) Controls of gold-quartz vein formation during regional folding in amphibolite-facies, marble-dominated metasediments of the Navachab Gold Mine, in the Pan-African Damara Belt, Namibia. S Afr J Geol 108:365–380
Kisters AFM, Jordaan LS, Neumaier K (2004) Thrust-related dome structures in the Karibib district and the origin of orthogonal fabric domains in the south Central Zone of the Pan-African Damara belt, Namibia. Precambrian Res 133:283–303
Kolb J (2008) The role of fluids in partitioning brittle deformation and ductile creep in auriferous shear zones between 500 and 700°C. Tectonophysics 446:1–15
Kolb J, Kisters AFM, Hoernes S, Meyer FM (2000) The origin of fluids and nature of fluid-rock interaction in auriferous mylonites of the Renco Mine, southern Zimbabwe. Miner Depos 35:109–125
Kretz R (1983) Symbols for rock-forming minerals. Am Mineral 68:277–279
Masberg HP, Hoffer E, Hoernes S (1992) Microfabrics indicating granulite-facies metamorphism in the low-pressure central Damara orogen Namibia. Precambrian Res 55:243–257
McDonough WF, Sun S-S (1995) The composition of the Earth. Chem Geol 120:223–253
McLean WH, Kranidiotis P (1987) Immobile elements as monitors of mass transfer in hydrothermal alteration: Phleps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec. Econ Geol 82:951–962
McLennan SM (1989) Rare earth elements in sedimentary rocks: influence of provenance and sedimentary processes. In: Lipin BR, McKay GA (eds.) Geochemistry and mineralogy of rare earth elements. Reviews in Mineralogy 21:169–200
Meinert LD (1998) A review of skarns that contain gold. In: Lentz DR (ed) Mineralized intrusion-related skarn systems. Mineralogical Association of Canada, Québec, pp 359–414
Meinert LD, Dipple GE, S Nicolescu S (2005) World skarn deposits. In: Hedenquist JW, Thompson JFH, Goldfarb RJ, Richards JP (eds) Economic Geology 100th Anniversary Volume. Society of Economic Geologists, Littleton, CO, pp 299–336
Mikucki EJ, Ridley JR (1993) The hydrothermal fluid of Archean lode gold deposits at different metamorphic grades: compositional constraints from ore and wall rock alteration assemblages. Miner Depos 28:469–481
Miller R. McG (1983) The Pan-African Damara Orogen of South West Africa/Namibia. In Miller R McG (ed): Evolution of the Damara Orogen of South West Africa/Namibia. Geological Society of South Africa Special Publication 11:431–515
Müller AG (1997) The Nevoria Gold Skarn Deposit in Archean Iron-Formation, Southern Cross Greenstone Belt, Western Australia: I. Tectonic Setting, Petrography, and Classification. Econ Geol 92:181–209
Müller AG, Nemchin AA, Frei R (2004) The Nevoria gold skarn deposit, Southern Cross Greenstone Belt, Western Australia: II. Pressure–temperature–time path and relationship to postorogenic granites. Econ Geol 99:453–478
Mustard R, Ulrich T, Kamenetsky VS, Mernagh T (2006) Gold and metal enrichment in natural granitic melts during fractional crystallization. Geology 34:85–88
Nex P, Oliver GJH, Kinnaird JA (2001) Spinel-bearing assemblages and their metamorphic significance from the Central Zone of the Damara Orogen Namibia. J Afr Earth Sci 32:471–489
Nörtemann MF-J (1997) Part I: Geological Mapping of the Aukuppe Area on the Farms Otjimbojo and Otjakatjongo in the Central Damara Orogen, Namibia. Part II: Genesis, Petrography and Mineral Chemistry of the Goldskarn Deposit Navachab in the Central Damara Orogen, Namibia. M.S. thesis, University of Göttingen, Göttingen, Germany
Nörtemann MF-J, Mücke A, Weber K, Meinert LD (2000) Mineralogy of the Navachab skarn deposit, Namibia: an unusual Au-bearing skarn in high-grade metamorphic rocks. Commun Geol Surv Namib 12:149–156
Piranjo F, Jacob RE (1991) Gold mineralisation in the intracontinental branch of the Damara orogen, Namibia: a preliminary survey. J Afr Earth Sci 13:305–311
Pitcairn IK, Teagle DAH, Craw D, Olivo GR, Kerrich R, Brewer TS (2006) Source of metals and fluids in Orogenic gold deposits: insights from the Otago and Alpine schists, New Zealand. Econ Geol 101:1525–1546
Puhan D (1983) Temperature and pressure of metamorphism in the central Damara orogen. In: Miller R McG (ed) Evolution of the Damara Orogen of South West Africa/Namibia. Geological Society of South Africa Special Publications 11:219–223
Ramsay JG, Huber MI (1987) Folds and fractures, vol 2. Academic, London, p 700
Ridley JR, Groves DI, Knight JT (2000) Gold deposits in amphibolite and granulite facies terranes of the Archean Yilgarn craton, Western Australia: evidence and implications of synmetamorphic mineralization. Rev Econ Geol 11:265–290
Rolland Y, Cox S, Boullier AM, Pennacchioni G, Mancktelow N (2003) Rare-earth and trace element mobility in mid-crustal shear zones: insights from the Mont Blanc Massif (Western Alps). Earth Planet Sci Lett 214:203–219
Sibson RH, Robert F, Poulson KH (1988) High-angle reverse faults, fluid-pressure cycling, and mesothermal gold-quartz deposits. Geology 16:551–555
Smith MP, Henderson P, Campbell LS (2000) Fractionation of the REE during hydrothermal processes: constraints from the Bayan Obo Fe-REE-Nb deposit, Inner Mongolia, China. Geochim Cosmochim Acta 64:3141–3160
Steven NM (1993) A study of epigenetic mineralization in the Central Zone of the Damara Orogen, Namibia, with special reference to gold, tungsten, tin and rare earth elements. Memoir Geol Survey Namibia 16:166
Steven NM, Badenhorst FP (2002) Mesothermal gold deposits of the Damara Orogen. Excursion Guidebook, 11th Quadrennial IAGOD Symposium and Geocongress 2002, Windhoek
Thompson JHF, Newberry RJ (2000) Gold deposits related to reduced granitic intrusions. Rev Econ Geol 13:377–400
Thompson JHF, Sillitoe RH, Baker T, Lang JR, Mortensen JK (1999) Intrusion-related gold deposits associated with tungsten-tin provinces. Mineralium Deposita 34:323–334
Wulff K (2007) Petrography, geochemistry, and stable isotope characteristics of the Navachab gold deposits, Namibia. Unpubl. PhD thesis, RWTH Aachen University
Wulff K, Dziggel A, Kolb J, Kisters AFM (2004) The banded calc-silicates of the Navachab Gold Deposit, Namibia: sedimentary origin or alteration? Geoscience Africa 2004, Extended Abstract Volume 2:709–710